不锈钢的铣削
一.不锈钢铣削的特点
铣削的主要特点就是断续切削,切削过程中冲击与振动比较利害,不如车削时那样平稳、由于不锈钢材料韧性大,切屑不易切离,加工硬化趋势强等特点,更增加了铣削过程中的不利因素、综合起来不锈钢铣削的特点主要表现在以下几个方面:
1.材料韧性大,高温强度、硬度高,切削变形困难,切屑过程的切削力大,
2.不锈钢的粘附性、熔着性强,切屑易粘附在铣刀刀刃上,恶化切削条件。
3.由于断续切削,冲击、振动较大,再加上不锈钢材料的特性,铣刀刀齿很容易崩刃与磨
损。
4.不锈钢加工硬化趋势强,断续切削会增加硬化的趋势,使切削条件变坏。
5.由于上述因素的综合影响,使不锈钢不容易进行高速切削。
因此,不锈钢铣削的铣削应从以下几个方面采取措施:
①选用功率较大、振动较小的铣床。
②采用抗冲击韧性较好且又耐磨的刀具材料。
③采用合适的刀具结构与几何形状。
④选用合适的切削用量。
⑤选用合适的冷却润滑液。
⑥正确进行操作。
二. 不锈钢铣削的铣刀
1．铣刀切削部分的材料
铣削不锈钢时由于就是断续切削,冲击载荷较大,切削条件比较恶劣。因此要求刀具切削部分的材料坚韧性比较好,能承受较大的冲击载荷。铣削不锈钢时铣刀切削部分的材料主要有高速钢与硬质合金两大类。一般低速切削时大多采用高速钢刀具,其中特别就是成型铣刀与小直径的杆铣刀,由于制造上的困难更就是采用高速钢比较合适。对于不锈钢来说,高速钢的耐磨性能仍然就是不够理想的。因此,在条件许可的情况下,最好采用含钴、含铝等超硬型高速钢来制造刀具,一提高刀具的耐用度。
中速、高速铣削时,特别就是端面铣削时以采用YW2或YG8较为合适,有时也可以采用YT15。用YW2制造铣刀比YG8具有较高的耐磨性能。
2．铣刀有关的几何参数对不锈钢铣削的影响:
1）前角γ
前角的大小,对不锈钢铣削过程影响很大:增加前角,切削过程中切屑变形容易切削阻力较小,切屑比较切离,如果铣刀前角等于零,铣削时产生的合力R有
把铣刀推离工件的趋向,这样刀齿就更加不易切入工件。加工不锈钢时一般不采
用这种刀具。
前角为正值的铣刀,铣削时产生的合力只有把铣刀拉如工件的趋向,这样就使铣刀比较容易切入工件。因此铣削不锈钢时铣刀的前角一般都采用10°～
20°,其中采用15°的较多。用硬质合金刀头加工不锈钢时,可根据不同的情况
采用不同的前角。负前角的铣刀一般不太适合于不锈钢的铣削、利用组装式高
速刀盘时,可以同车工一样磨出刃口部分代圆卷屑槽的25°～30°的大前角、
为了提高刀具的耐用度,刀具刃口上应留有0、05-0、2的刃带,完全快口的刀具
在铣削不锈钢时很快就会卷口、
由于铣刀的切削部分的形状比较复杂,铣刀垂直截面上的前角γ与螺旋角ω几横向前角γ1(端面刃前角)之间的关系可按下式计算:
tanγ=tanφcosω+tanγ1sinφ
式中γ:—垂直截面(法向)上的前角,即主前角;
ω :—螺旋角;
φ :—主偏角
γ1 :—横向前角(端面前角)。
2)后角α
铣刀的后角越大,由于摩擦引起的磨耗就越小,但就是后角越大,会削弱刀齿的强度,用高速刀盘铣削不锈钢时刀头的主后角一般可达20°。主切削刃上的后角α,可以按下式计算:
tanαn=tanα×sinω
式中:αn:—垂直截面上的后角;
α:—主切削刃上的后角,一般为10°～20°;
φ :—主偏角。
3)主偏角与副偏角
主偏角就是端铣刀主要角度之一,它可以决定切屑的形状与截面。一般取60°～80°。
过度刃偏角一般取0、5-2毫米宽,其度数就是主偏角的1/2、修光刃的宽度一般在1～1、5左右,杆铣刀的副偏角一般选在1°～2°之间、
4) 螺旋角ω
它就是圆柱形铣刀、端面铣刀、杆铣刀很重要的角度,这个角度一变,垂直截面上的前角也随之而变,同时工作齿数也随之而变化。对于圆柱铣刀来说,同时工作齿数可以按下式计算:
对于直齿铣刀: i=ψ/φ=ψ·Z/360°
对于螺旋铣刀: I=(ψ·Z/360°)+B/t0。
以上式中: I —铣刀同时工作的齿数;
ψ—铣刀的接触角;
φ—铣刀相邻两齿之间的夹角(度);
Z —铣刀的齿数
B —工件的宽度(mm);
t0 —被铣去金属层的深度(mm)、
对直齿铣刀来说,在一定的铣刀条件下,同时工作齿数主要随切削深度的改变而变化;对螺旋齿铣刀来说,同时工作齿数除了受切削深度的影响以外而且还同同切削宽度B有关系、在起条件相同的情况下,螺旋齿铣刀比直齿铣刀有较多的同时工作的齿数、因此用螺旋齿铣刀进行铣削时,切削比较稳定,可以获得较高的光洁度、螺旋齿铣刀同直齿铣刀相比有如下的优点:
a) 同时工作的齿数增加,使切削稳定、
b) 铣刀刀齿与被加工材料的接触面积加大,使热量传导加快,散热情况改善,切削刃的温度就响应降低、
c) 铣刀旋转时,由于铣刀螺旋角的存在,它的旋转速冻v可以分解为法向速度分量v法与切向速度分量v切,切向速度分量有把切屑从螺旋槽推出的作用,在铣刀旋转速度不变的情况下,螺旋角越大切向速度分量也越大,切屑的排除也就越容易、冬同时切屑沿螺旋方向滑走还有磨快刀具的作用、
d) 由于有螺旋槽的存在,铣刀实际起作用的前角也大大增加了,因此使刀具易于切入,螺旋齿实际起作用的前角可以从表中查出、
表一:
e) 由于螺旋角的增大,与刀齿垂直方向的负荷相应减少,使切削刃受力减少,磨损减缓、
由于螺旋齿铣刀有上述优点,对不锈钢铣削尤为重要、
实际经验证明,当用棒状立铣刀加工不锈钢零件的侧面时,应采用螺旋角较大的铣刀,一般为35°-45°。铣削不锈钢钢管及其她薄壁型工件时,采用玉米铣刀有很大的优越性。因为它能使切屑断碎,切削轻松,工件不易变形,而且可以比一般棒铣刀可以提高切削速度。
铣刀的齿数,一般以奇数为宜,不然就做成不等分的,可以避免周期性的震动,直径在14毫米以下的可以做成等分齿。
玉米铣刀环形分屑槽就是铲床铲出来的。其形状为的双头螺旋槽,螺距为18,主前角为15°以上。
⑤刀具的容屑槽:
不锈钢的切屑很不容易卷曲,在切削用量完全相同的情况下,不锈钢的切屑比碳钢切屑需要更大的容屑空间,否则切屑就很容易发生阻塞现象,使切削不顺利。
在实际工作中,一把经过多次刃磨的铣刀,由于其外径变小,容屑槽变浅,使用起来就不如原来的顺利。因此,不锈钢铣削时,应尽量选用容屑槽较大的铣刀。但就是事物都就是一分为二的,由于铣刀齿数较少,齿间距离较大,铣削时的切削力与冲击振动现象就会相应的增加。所以需要选用功率较大、刚性较好的机床。当用脆性较大的硬质合金刀片制造铣刀刀齿时,在齿数较少的情况下,也比较容易崩裂一些。
3．逆铣与顺铣
逆铣时,铣刀要在已加工表面的加工硬化层上滑行一段距离才能进行切削,铣刀每转一转,这样的滑移现象将在每个刀齿上重复一次。因此使铣刀刃由于这样的滑行摩擦而磨损。逆铣就是把工件向上抬起的,所以工件须卡紧。
顺铣就是从厚的一端切向薄的一端,因此,消除了逆铣时的刀具滑行现象,铣削过程中加工表面产生的加工硬化层也要薄一些,刀具的磨损也要减缓一些。
不锈钢材料的加工硬化趋势强,逆铣会增加不锈钢的加工硬化效应,使刀具更易于磨损,单纯从这个角度考虑,加工不锈钢采用顺铣比采用逆铣更有利一些,另外顺铣时的零件光洁度也可以提高。
不锈钢的高速铣削
一. 用棒铣刀铣平面与侧面。
用焊接合金刀片的杆铣刀,刀片大部分采用YG8、YW1、YW2等,刀刃的螺旋角一般采用5°-10°,右旋,以利于排屑,为了使切削进行顺利,刀具必须具有较大的前角,刀具法向截面的前角一般采用8°-12°。后角在底刃上为6°-8°,在圆周上为15°-20°,为了增强刀齿的强度,铣刀的齿数应选的少一些,一般为4-6齿。
根据刀具的耐用度与工件的刚性,铣削时的切削速度一般取50-100m/sen的范围内,加工
